Astrónomos descubren el eslabón perdido entre supernovas y agujeros negros

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Los agujeros negros y las estrellas de neutrones son enigmáticos objetos compactos formados tras la muerte de estrellas masivas colapsan bajo su propia gravedad y generar uno de los eventos más energéticos del universo, las supernovas. Gracias al Very Large Telescope, se logró observar por primera vez en una galaxia cercana el eslabón perdido de este proceso, lo que abre nuevas posibilidades para estudiar el remanente.

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Recreación artística del proceso de muerte estelar por supernova en un sistema estelar binario. Créditos: ESO/L. Calçada.

Equilibrio gravitacional

En general, las estrellas dependen de un delicado equilibrio entre la presión producida por la fusión en el núcleo y la gravedad. Cuando la mayor parte del hidrógeno y helio es consumido, es cuestión de pocos años para que las reacciones nucleares sean superadas por la masa y colapse bajo su propio peso. Esta súbita compresión provoca una intensa explosión, conocida como supernova, en el caso de estrellas de gran masa.

Los remanentes de supernovas pasadas, tales como una estrella de neutrones en la Nebulosa del Cangrejo, dan pistas sobre el proceso de muerte estelar. Sin embargo, nunca se había observado el momento inmediato a la explosión. Al menos hasta ahora, que dos equipos pudieron estudiar una supernova en otra galaxia en tiempo real.

En mayo de 2022, en la galaxia espiral NGC 157, se encontró una supernova a 75 millones de años luz de la Tierra. Observaciones detalladas mostraron un inusual comportamiento en la luz emitida, contrario a decaer suavemente, mostraba cambios abruptos y oscilantes en el brillo.

Danza estelar

En el universo es raro encontrar estrellas solitarias, la mayoría de ellas hacen parte de sistemas estelares múltiples y este caso no iba a ser diferente. El extraño comportamiento de la supernova SN2022jli se asocia con una compañera de la moribunda estrella. La cual sobrevivió a la poderosa explosión, manteniéndose en órbita.

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Impresión artística de los restos del sistema binario tras la supernova. El objeto compacto (izquierda) roba material de su compañera y crea un disco de acreción a su alrededor. Créditos: ESO/L. Calçada.

Observando los restos de la supernova con los diferentes equipos del ESO, fue posible detectar flujos periódicos de hidrógeno y ráfagas de rayos gamma desde el sistema binario. Estos fueron asociados con la interacción entre la compañera y el gas expulsado durante la explosión y el objeto compacto robando materia de la atmósfera de la estrella, creando un disco de acreción que emite gran cantidad de energía durante el proceso.

Si bien no se ha observado de forma directa un agujero negro o estrella de neutrones en el sistema, el comportamiento observado solo se explica por la presencia de alguno de estos.

Aun así, quedan muchas preguntas por resolver, desde la naturaleza del objeto compacto como el destino del sistema binario debido al robo de material entre el remanente y la estrella compañera. Futuros observatorios terrestres y espaciales ofrecerán más información sobre estos misterios.

Francisco Andrés Forero Daza
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